Encuentre el valor mínimo de R en un regulador de transistor Zener

Es mi primera vez aquí y estoy empezando a hacer una pregunta, pero espero poder ayudar a algunas personas en el futuro.

Entonces, mi maestro nos mostró este ejercicio y estoy pensando en él sin éxito.

Ejercicio

Entonces nos pidió que encontráramos el valor mínimo aceptable para R y la tensión en el diodo zener para que el Vout (Regulado) sea igual a 5 V.

Dijo que el transistor es uno básico de silicio y que la potencia máxima del zener es de 500 mW.

V i norte es de 12 V con una variación de +25%.

Descubrí que el voltaje del Zener es 5,6 o 5,7 V (no estoy seguro de si Vbe debería ser 0,6 V o 0,7 V para este transistor en particular) con esta fórmula:

V Z = V L + V B mi

También se encontró que la corriente máxima en el zener es de 89 mA usando esta fórmula:

PAG Z = I Z ( metro a X ) ⋅ V Z

Pero después de esto, no sé qué hacer, y ni siquiera sé si estos son los pasos correctos.

Me está costando mucho analizar este circuito regulador en general.

Si alguien puede dedicarme un poco de su tiempo para ayudarme, estaría encantado.

Gracias :)

Tome la corriente que ha calculado y (teniendo en cuenta la variación de entrada) calcule la resistencia que necesitaría para generar esta corriente. Pruébelo :) 5.6V es un voltaje zener común, así que está bien.
Gracias por tu aporte, ¿quisiste usar la ley de ohmios para hacerlo? Lo probé y terminé con R = 12/0,089 (Tensión mínima) que equivale a 134,83 ​​ohmios y cuando uso R = 15/0,089 (Tensión máxima) equivale a 168,53 ohmios. Creo que el resultado debe ser de 110 ohmios.
GUAU. Son maestros como estos los que hacen el viejo adagio "Las personas que pueden, HACEN. Las personas que no pueden, ¡ENSEÑAN!"
Es un profesor terrible en Trevor, pero es un buen ingeniero eléctrico. Deja que sus alumnos aprendan cosas por su cuenta, y cuando trata de explicar algo en el aula, termina confundiendo a todos aún más. Resolví otros circuitos como este, pero este me está dando problemas debido a la falta de información a la que estoy acostumbrado.
@marquesini También debe tener en cuenta el voltaje del diodo zener. Reste el voltaje zener del voltaje de entrada.
@Trevor ¡Sí, no es una pregunta bien considerada...! Podría mejorarse mucho preguntando "¿Crees que este es un valor realista?".
@awljlogan, jajaja, por supuesto, el voltaje en el zener, perdóname, lo calcularé de nuevo.
@marquesini, entonces su mejor respuesta a esta pregunta es cómo la respondí. Si tu maestro es bueno, obtendrás puntos brownie por reconocer eso.

Respuestas (2)

Considere el caso cuando la carga está en circuito abierto. Este es el caso cuando tenemos un flujo de corriente máximo a través del zener. Ahora tenemos que asegurarnos de que esta corriente esté por debajo de la corriente máxima absoluta a través del zener.

I = PAG metro a X / V z = 100 metro A

Esta corriente está limitada por la resistencia en serie R. Entonces ahora debería haber un valor mínimo para esta resistencia, para asegurarse de que limita la corriente a 100 mA.

Ahora, el voltaje de entrada puede subir

12 X 125 / 100 = 15 V

Así que nuestra condición extrema es cuando

V i norte = V metro a X

por lo tanto, R debe ser tal que,

( V metro a X − V z ) / R < 100 metro A

es decir, R debe ser superior a 100 ohmios.

R metro i norte = 100 O h metro s

Puede ver que, cuando abrimos el circuito de la carga, ese transistor no tiene ningún papel aquí.
Excepto en corriente máxima Vz <> 5.7V. La asignación de OP es bs en primer lugar,
Es eso así ? Quizá lo ideal es 5,7 V. Nos enseñaron a resolver así en clases.
@MITURAJ pareces tener razón, la respuesta que nos dio fue 110 Ohmios y 5,6V. Pero aún así, Trevor tiene razón sobre las temperaturas. Yo también creo que esto se calcula en situaciones ideales en las que no tenemos en cuenta las temperaturas y otras variables del mundo real, lo cual es una pena.
¿No es ESO, sugiere la curva IV vertical de un zener ideal?
oh, puse Vz = 5 V, no 5.7, por eso esa diferencia de 10 ohmios. De todos modos seguimos estos pasos. Y sí, en el zener real, esto no será cierto. Deberá consultar la hoja de datos para conocer los valores exactos.
@MITURAJ Gracias por su aporte, realmente me iluminó este circuito.

GUAU. Son maestros como este los que hacen el viejo adagio...

"Las personas que pueden, HACEN. Las personas que no pueden, ¡ENSEÑAN!"

En verdad la respuesta a " Encuentre el valor mínimo aceptable para R y la tensión en el diodo zener para que el Vout (Regulado) sea igual a 5 V". es ...

"No me diste suficiente información para calcular eso".

No tiene forma de saber a partir de esta información cuál debe ser la corriente zener para que produzca el voltaje de 5.6V que necesita para obtener 5V en la salida.

NO puede calcular esa corriente a partir de la potencia del ZENER. Ese valor es hasta qué punto puede sobrecargarlo antes de que se derrita. Con esa corriente, el ZENER no le dará ningún lugar cercano a 5,6 V, incluso cuando esté frío, y no permanecerá frío por mucho tiempo con la corriente máxima.

EDITAR

La respuesta dada es 100R... veamos eso.

A 12 + 25% Rail y el diodo a 5,6 V, eso es nominalmente 526,4 mW en el diodo, por lo que ya está fuera de especificación.

Para un típico zener 1N5232 de 5,6 V y 500 mW , la unión estará cerca de 175 C y Vz será un 5,7 % más alta a 5,92 V...

La especificación de dicho diodo exige que 20 mA se regulen a 5,6 V, no a 100 mA.

Sin embargo, incluso con ese número, la salida solo será de 5 V en un conjunto muy específico de condiciones. Es decir, casi nunca.

La respuesta que nos dio es 110 Ω y 5,6 V. Creo que tienes razón en eso, considerando las temperaturas, no regularía bien o nada. Pero supongo que es la única forma de llegar a la respuesta que nos dio.
@marquesini a veces, la pregunta y la respuesta dadas tienen tanto que ver con hacer pensar al estudiante como con la mecánica de la misma. Si esto es para una tarea manual, agregar la información que he resaltado y mostrar que comprende la pregunta mejor de lo que fue escrita, es para su crédito.
Encuentre el valor mínimo de R en un regulador de transistor Zener
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